CN108442260B - 用于大吨位桥梁支座更换的施工工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及建筑施工领域，具体涉及一种用于大吨位桥梁支座更换的施工工艺，该工艺首先对箱梁内横隔板人孔进行临时局部加固，设置临时支座，摆放千斤顶，在梁体支点无竖向位移情况下，完成反力替换，让临时支座与旧支座共同受力；再采用倒续施工的方法，切除旧支座垫石，安装新支座，释放临时支座，完成新支座与旧支座反力替换，由此完成全部旧支座更换工作。本发明重点应用于大吨位旧支座更换施工过程，通过两次反力替换高效完成旧支座更换工程，具有良好的实际效果。
Description
技术领域
本发明涉及建筑施工领域，具体涉及一种用于大吨位桥梁支座更换的施工工艺。
背景技术
随着我国桥梁建设进程不断加快，桥梁基数不断加大，既有桥梁逐步出现巨大管养需求。其中，桥梁旧支座是桥梁重要部件，受施工环境或荷载影响，易出现相应损坏，一旦出现损坏，旧支座更换十分必要。
连续梁桥或其他大吨位旧支座更换，因其旧支座反力巨大，更换过程较常规板式橡胶旧支座更复杂，施工难度大，危险性高。同时，旧支座更换对桥梁结构安全影响非常大，如何保证旧支座更换过程桥梁的安全性能非常重要。
本发明设计了一种大吨位桥梁旧支座更换施工工艺，通过临时旧支座与两次反力转换，高效、快速完成大吨位旧支座更换工作。
经过相关文献查阅，本发明专利与下述专利不同之处在于：CN200820098204.3所述发明主要是提供一种桥梁简支临时旧支座，包括旧支座临时体，由上、下承重块与支撑件组成。该发明仅针对简支工况下设计了临时旧支座，并尚未考虑大吨位下临时旧支座的承载能力。本发明系统重点考虑大吨位临时旧支座设计，并实现高程可调节，替代原有旧支座承担竖向与水平荷载，该专利的目标、流程和解决方案均与本专利不同。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于大吨位桥梁旧支座更换施工工艺，通过临时旧支座与两次反力转换，高效、快速完成大吨位旧支座更换工作。
为实现上述目的，用于大吨位桥梁支座更换的施工工艺：第一步，在箱梁下方按顺桥方向靠近旧支座的两侧通过脚手架建立施工平台。施工平台顶部与箱梁底部留意间隔。施工平台之间水平设置与顺桥方向垂直交叉的平移轨道，平移轨道的两条钢轨分别位移旧支座的两侧。
第二步，在箱梁底部对应施工平台区域内划分支撑点，并在箱梁内部对应受力点区域进行支撑加固。
第三步，在施工平台的顶部设置千斤顶，千斤顶的顶端与受力点接触，并通过千斤顶的做功，对箱梁进行支撑，使箱梁的压力经旧支座转移到施工平台上。
第四步，对旧支座的混凝土垫石进行破碎拆除，再通过轨道滑车将旧支座移出。并将预制的新支座通过轨道滑车移至安装，并在新支座的底部回填混凝土，重建基座。
第五步，释放施工平台顶部的千斤顶，箱梁在重力作用下重新压向新支座。
优选的，第一步中的施工平台具有高强度、高刚度、可承载竖向与水平推力，并具备20吨以上施工荷载，以及能承受冲击荷载。施工平台与箱梁底部保持1.6m-2m高度的间隔用于施工空间。平移轨道与旧支座底面平齐。
优选的，箱梁内部包括采用横隔板人孔，及钢桁架进行加固。
优选的，箱梁内部还包括采用混凝土植筋填实加固，并使新浇筑混凝土与箱梁原有结构共同受力。
优选的，第三步中包括根据箱梁的旧支座反力荷载在相应的位置竖直布置一个或多个千斤顶，并采用逐级试顶的方式通过千斤顶将箱梁逐级顶起。当箱梁达到目标行程后，将各个千斤顶锁定，同时在平台的顶部设置用于承载箱梁的临时支撑体，临时支撑体加高至与箱梁底侧贴合，并承担一定的载荷。
优选的，第四步中包括将旧支座混凝土垫石采用射水切割及人工凿除方法去除。还包括通过轨道滑车配合平移轨道将旧支座移出。还包通过轨道滑车配合平移轨道将新支座输送至安装位置。还包括通过无收缩自密实高强混凝土在新支座底部重新浇筑混凝土垫石。
优选的，第五步中包括根据新支座垫石固化时间，当新支座的混凝土垫石达到设计强度后，去除临时支撑体，并对千斤顶进行释放移除。
优选的，一种用于支座移动的轨道滑车，包括横跨平移轨道的两钢轨的第一轴和第二轴，第一轴及第二轴的两端分别设有与平移轨道配合的轮子。还包括固定在旧支座靠近顶端位置的固定框。第一轴及第二轴分别通过轴承座连接设有支撑架，轴承座与支撑架的一端连接固定，支撑架远离轴承座的一端与固定框对应的外侧臂铰接。还包括设置在第一轴与第二轴之间的伸缩丝杠，伸缩丝杠的两端分别通过带有轴孔的固定座与第一轴及第二轴配合。
优选的，固定框内壁上沿设有斜倒角。还包括小端向下插入在固定框斜倒角与旧支座间缝隙的楔块。
优选的，伸缩丝杠包括两节分别与固定块连接空心筒，空心筒包括内部设有正螺纹的第一螺筒，及内部设有反螺纹的第二螺筒。还包括嵌套在旧支座底部沿旧支座轴向滑动的下滑框。还包括中部通过轴座与滑动框铰接的螺杆，螺杆的一端设有与第一螺筒正螺纹配合的正螺纹，丝杠的另一端设有与第二螺筒反螺纹配合的反螺纹。螺杆位于轴承座的两端分别设有调节柱。
本发明的有益效果：本发明解决大吨位桥梁支座更换施工难题，通过临时支座与两次反力转换，高效、快速完成大吨位箱梁支座更换工作。
由于在不拆除箱梁的前提下对其支撑体进行替换存在一定的坍塌风险，为此本发明第一步通过搭建具有足够强度的工作平台的方式保证施工安全。
为了应对箱梁在非设计承载点进行的临时支撑，本发明在箱梁内部的横板人孔通过钢桁架的方式进行加固，为了施工的特殊要求，还可以采用混凝土植筋填实方式进行箱梁内部加固，由此带来的效果使得箱梁在临时支撑时不易变形。
为了加快施工进度，以及使得新支座可完美的与箱梁结构并达到静力平衡，本发明提出先装新支座后填充垫石的倒续安装方式，从而使得新支座完全适应以装配好的箱梁状态。
同时本发明还提供一中专门用于移动支座的轨道滑车，其可通过自增力的方式固定支座，并通过丝杠机构将支座升起，顺利的通过平移轨道进行移动。
附图说明
图1为本发明主体步骤流程图；
图2为本发明第三步施工步骤细节流程图；
图3为本发明第四步施工步骤细节流程图；
图4为本发明第五步施工步骤细节流程图；
图5为本发明轨道滑车示意图；
图6为本发明轨道滑车局部俯视图；
图7为本发明轨道滑车上半部分示意图；
图8为桥梁施工初期布置示意图；
图9为新旧支座替换过程示意图；
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图进行详细描述。
请参阅图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9，用于大吨位桥梁支座更换的施工工艺，其具体步骤如下：
通过脚手架搭建具有足够的强度、刚度与稳定性，并承载竖向与水平推力的施工平台3，施工平台3具备20吨以上施工荷载能力，以及能承受冲击荷载。施工平台3与箱梁1底部保持1.6m-2m高度的空间，保证施工人员的易操作性。施工平台3包括上方布置平移轨道4，平移轨道4与箱梁1的旧支座2底面平齐。
第二步中的箱梁1内部包括采用横隔板人孔采用钢桁架加固。还可采用混凝土植筋填实的方式进行加固，新浇筑混凝土与箱梁1原有结构共同受力。内部加固后的箱梁1可应对在非设计承载点进行的临时支撑需求，使得箱梁1在施工过程中不易变形，从而保证施工精度，避免事故的发生。
第三步中根据箱梁1的旧支座2反力荷载在相应的受力点位置竖直布置一个或多个千斤顶，并采用试顶的方式通过千斤顶将箱梁1逐级顶起。当箱梁1达到目标行程后，将各个千斤顶锁定，同时设置用于承载箱梁1的临时支座，临时支座加高至与箱梁1底侧贴合，此时临时支座替代千斤顶，最终完成将旧支座2的负载转移到临时支撑体上。
第四步中将旧支座2混凝土垫石采用射水切割及人工凿除方法去除。还包括配合平移滑动轨道将旧的旧支座2移出。还包通过平移滑道将新支座5输送至安装位置，同时对新支座5上部进行清理、调平，并与箱梁底部安装配合。最后对新支座5底部采用无收缩自密实高强混凝土浇筑相应垫石。
第五步中根据新支座5垫石固化时间，当新支座5垫石达到设计强度后，对千斤顶进行操作，移出临时支座后，释放千斤顶，此时箱梁1的支撑体系自动转换至新支座5上，最终完成旧支座2的更换工作。
为了顺利实施以上步骤，本发明提供一种用于移出旧支座2，安装新支座5的轨道滑车，其中包括分别横跨在平移轨道上的第一轴6和第二轴7，第一轴6及第二轴7的两端分别设有与轨道配合的轮子8。还包括固定在旧支座2靠近顶端位置的固定框10。第一轴6及第二轴7分别通过轴承座连接设有支撑架9，轴承座与所述支撑架9的一端连接固定，支撑架9远离轴承座的一端与固定框10对应的外侧臂铰接。还包括设置在第一轴6与第二轴7之间的伸缩丝杠，伸缩丝杠的两端分别通过带有轴孔的固定座12与第一轴6及第二轴7配合。固定框10内壁上沿设有斜倒角13。还包括小端向下插入在固定框10斜倒角13与旧支座2间缝隙的楔块14。伸缩丝杠包括两节分别与固定块连接空心筒，空心筒包括内部设有正螺纹的第一螺筒17，及内部设有反螺纹的第二螺筒18。还包括嵌套在旧支座2底部沿旧支座2轴向滑动的下滑框。还包括中部通过轴座与滑动框19铰接的螺杆16，螺杆16的一端设有与第一螺筒17正螺纹配合的外螺纹，丝杠的另一端设有与第二螺筒18反螺纹配合的螺纹。螺杆16位于轴承座的两端分别设有调节柱20。
工作原理：将固定框10及滑动框19按照上下顺序套在旧支座2上，将第一轴6与第二轴7通过伸缩丝杠连接起来，并留一定内拉行程。此时通过楔块14自上之下插入固定框10内倒角与旧支座2间的缝隙中，并尽可能的将其压实，使固定框10与旧支座2达到紧配合。此时旋转螺杆16中部的螺母，使伸缩丝杠拉紧第一轴6与第二轴7之间的距离旋转，此时与第一轴6及第二轴7的支架框与伸缩丝杠形成几何变形，固定框10带动旧支座2被架起，并在轨道行顺利移动，从而实现旧支座2整体移除的目的。其中螺杆16中部的轴座对滑动框19起到约束作用，从而保证旧支座2可沿轴向竖直升起不至于向一侧倾斜。另外，固定框10顶部内侧的斜倒角13及楔块14的角度根据整个旧支座2重量及接触表面的摩擦系数计算所得，其目的在于保证在支撑旧支座2过程中在旧支座2自身重力的作用下达到自锁紧的目的，从而保证支撑及移动的安全稳定性。在新支座5的安装过程中，轨道滑车的操作与移除旧支座2的操作步骤相同。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种用于大吨位桥梁支座更换的施工工艺，其特征在于：
第一步，在箱梁(1)下方按顺桥方向靠近旧支座(2)的两侧通过脚手架建立施工平台(3)；所述施工平台(3)顶部与箱梁(1)底部留意间隔；所述施工平台(3)之间水平设置与顺桥方向垂直交叉的平移轨道(4)，所述平移轨道(4)的两条钢轨分别位移所述旧支座(2)的两侧；
第二步，在所述箱梁(1)底部对应所述施工平台(3)区域内划分支撑点，并在所述箱梁(1)内部对应所述受力点区域进行支撑加固；
第三步，在所述施工平台(3)的顶部设置千斤顶，所述千斤顶的顶端与所述受力点接触，并通过千斤顶的做功，对所述箱梁(1)进行支撑，使箱梁(1)的压力经旧支座(2)转移到施工平台(3)上；
第四步，对所述旧支座(2)的混凝土垫石进行破碎拆除，再通过轨道滑车将旧支座(2)移出；并将预制的新支座(5)通过轨道滑车移至安装，并在所述新支座(5)的底部回填混凝土，重建基座；
第五步，释放所述施工平台(3)顶部的千斤顶，箱梁(1)在重力作用下重新压向所述的新支座(5)；
第四步中，轨道滑车包括横跨所述平移轨道(4)的两钢轨的第一轴(6)和第二轴(7)，所述第一轴(6)及所述的第二轴(7)的两端分别设有与所述平移轨道(4)配合的轮子(8)；还包括固定在所述旧支座(2)靠近顶端位置的固定框(10)；所述第一轴(6)及所述的第二轴(7)分别通过轴承座连接设有支撑架(9)，所述轴承座与所述支撑架(9)的一端连接固定，所述支撑架(9)远离所述轴承座的一端与所述固定框(10)对应的外侧臂铰接；还包括设置在所述第一轴(6)与所述的第二轴(7)之间的伸缩丝杠，所述伸缩丝杠的两端分别通过带有轴孔的固定座(12)与所述第一轴(6)及所述第二轴(7)配合。
2.根据权利要求1所述的用于大吨位桥梁支座更换的施工工艺，其特征在于：所述第一步中的所述施工平台(3)具有高强度、高刚度、可承载竖向与水平推力，并具备20吨以上施工荷载，以及能承受冲击荷载；所述的施工平台(3)与所述箱梁(1)底部保持1.6m-2m高度的间隔用于施工空间；所述平移轨道(4)与所述的旧支座(2)底面平齐。
3.根据权利要求2所述的用于大吨位桥梁支座更换的施工工艺，其特征在于：所述箱梁(1)内部包括采用横隔板人孔，及钢桁架进行加固。
4.根据权利要求2所述的用于大吨位桥梁支座更换的施工工艺，其特征在于：所述箱梁(1)内部还包括采用混凝土植筋填实加固，并使新浇筑混凝土与所述箱梁(1)原有结构共同受力。
5.根据权利要求4所述的用于大吨位桥梁支座更换的施工工艺，其特征在于：所述第三步中包括根据所述箱梁(1)的旧支座(2)反力荷载在相应的位置竖直布置一个或多个千斤顶，并采用逐级试顶的方式通过千斤顶将所述箱梁(1)逐级顶起；当所述箱梁(1)达到目标行程后，将所述的各个千斤顶锁定，同时在所述平台的顶部设置用于承载所述箱梁(1)的临时支撑体，所述临时支撑体加高至与所述箱梁(1)底侧贴合，并承担一定的载荷。
6.根据权利要求5所述的用于大吨位桥梁支座更换的施工工艺，其特征在于：所述第四步中包括将旧支座(2)混凝土垫石采用射水切割及人工凿除方法去除；还包括通过轨道滑车配合平移轨道(4)将旧支座(2)移出；还包通过轨道滑车配合所述平移轨道(4)将新支座(5)输送至安装位置；还包括通过无收缩自密实高强混凝土在所述新支座(5)底部重新浇筑混凝土垫石。
7.根据权利要求6所述的用于大吨位桥梁支座更换的施工工艺，其特征在于：所述第五步中包括根据所述新支座(5)垫石固化时间，当所述新支座(5)的混凝土垫石达到设计强度后，去除所述临时支撑体，并对所述千斤顶进行释放移除。
8.根据权利要求1所述的用于大吨位桥梁支座更换的施工工艺，其特征在于：所述固定框(10)内壁上沿设有斜倒角(13)；还包括小端向下插入在所述固定框(10)斜倒角(13)与所述旧支座(2)间缝隙的楔块(14)。
9.根据权利要求1所述的用于大吨位桥梁支座更换的施工工艺，其特征在于：所述伸缩丝杠包括两节分别与所述固定块连接空心筒，所述空心筒包括内部设有正螺纹的第一螺筒(17)，及内部设有反螺纹的第二螺筒(18)；还包括嵌套在所述旧支座(2)底部沿所述旧支座(2)轴向滑动的下滑框；还包括中部通过轴座与所述滑动框(19)铰接的螺杆(16)，所述螺杆(16)的一端设有与所述第一螺筒(17)正螺纹配合的正螺纹，所述丝杠的另一端设有与第二螺筒(18)反螺纹配合的反螺纹；所述螺杆(16)位于所述轴承座的两端分别设有调节柱(20)。
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